Tại sao bộ vi xử lý trên điện thoại thông minh vẫn không thể so sánh với máy tính?

CPU của điện thoại thông minh ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn, nhưng sẽ phải mất “một bước rất dài” để có thể sánh ngang với CPU trên máy tính để bàn.

Chiếc điện thoại thông minh vừa vặn trong túi của bạn thực sự mạnh mẽ. Nó mạnh hơn nhiều so với các siêu máy tính hiện nay trên thế giới. Ngay cả những chiếc điện thoại di động hiện tại cũng sở hữu sức mạnh xử lý cao hơn cả những chiếc máy tính mà NASA sử dụng để thực hiện sứ mệnh đưa hai phi hành gia lên Mặt Trăng vào năm 1969.

Tuy nhiên, bộ vi xử lý hiện đại trên điện thoại thông minh vẫn thua kém so với sức mạnh xử lý ấn tượng trên máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn. Nhưng họ không sử dụng cùng một công nghệ? Vì vậy, chúng ta hãy cũng tìm hiểu về sự khác biệt giữa vi xử lý điện thoại thông minh và máy tính để bàn.

Bộ xử lý trên điện thoại thông minh và máy tính

Tuy nhiên, sử dụng cùng một ký hiệu tên và số, bộ xử lý được chia thành hai nhánh: một cho điện thoại và một cho máy tính để bàn.

Các bộ vi xử lý được tìm thấy trong điện thoại di động sử dụng nhiều thuật ngữ giống như các bộ vi xử lý được tìm thấy trên máy tính để bàn, nhưng chúng thực sự khác nhau. Hơn nữa, từ “di động” dường như gây nhầm lẫn với một số người vì nó dùng để chỉ một loạt các thiết bị bao gồm: điện thoại thông minh, máy tính xách tay, thiết bị IoT …

Bên cạnh đó, các nhà sản xuất khác nhau cung cấp các bộ phận cho thị trường “di động” và máy tính để bàn theo các tiêu chí khác nhau, với sự “phân mảnh” sâu sắc tùy thuộc vào loại phần cứng. Chẳng hạn, các “ông lớn” trên thị trường chip máy tính để bàn như Intel hay AMD sẽ không mặn mà với thị trường vi xử lý smartphone. Cả hai nhà sản xuất đều bán các bộ phận phát triển điện thoại thông minh của họ, quyết định không giao dịch với Qualcomm, Apple, Samsung và các gã khổng lồ chip di động khác.

Đã có tin đồn rằng AMD sẽ tham gia thị trường SoC cho điện thoại thông minh 5G, nhưng cho đến nay vẫn chưa có gì rõ ràng. Trước đó, chip Atom của Intel cũng đã xuất hiện trên một số mẫu Zenfone của Asus. Tuy nhiên, không giống như AMD, Intel không có kế hoạch phát triển thị trường điện thoại thông minh 5G.

Sự khác biệt giữa bộ vi xử lý máy tính và điện thoại thông minh

Có một số điểm khác biệt chính giữa bộ vi xử lý của điện thoại thông minh và máy tính để bàn, tập trung vào:

– Kiến trúc CPU

Kiến trúc Bộ hướng dẫn (ISA)

– Công suất xử lý và nhiệt độ tỏa ra.

1. Kiến trúc CPU: Hệ thống trên chip (SoC)

Khi nói đến CPU máy tính để bàn, chúng ta luôn đề cập đến một phần cứng cụ thể, với CPU máy tính để bàn là “bộ não” của cả máy tính. Khi nói đến CPU điện thoại thông minh, thuật ngữ “bộ vi xử lý” thường đề cập đến kiến ​​trúc SoC. Vậy, chúng khác nhau như thế nào?

SoC là một bộ vi xử lý tích hợp nhiều thứ bên trong bao gồm CPU, GPU, nhiều bộ thu phát, cảm biến, các lớp bảo mật và các tính năng của thiết bị. Các nhà sản xuất sẽ tích hợp tất cả các tính năng của họ trên một con chip duy nhất.

Hình ảnh dưới đây cho thấy các tính năng hỗ trợ của SoC Exynos 990 được tìm thấy trên Samsung Galaxy S20:

2. Kiến trúc tập lệnh: ARM với x86

Khía cạnh kiến ​​trúc CPU thứ hai cần xem xét là thiết kế tổng thể của CPU. Intel cấp phép thiết kế CPU x86 của họ cho AMD và VIA Technologies. Ngày nay, thiết kế của Intel đang thống trị thị trường vi xử lý dành cho máy tính để bàn. Kiến trúc x86 được thiết kế cho các máy tính hiệu suất cao có thể thực thi hàng triệu lệnh. Và vì máy tính để bàn nhận điện trực tiếp từ ổ cắm, nên CPU máy tính để bàn có thể hoạt động cực kỳ mạnh mẽ (kéo theo đó là lượng nhiệt tỏa ra nhiều hơn).

Điện thoại thông minh thì khác, ARM thiết kế và cấp phép hầu hết bản quyền kiến ​​trúc vi mạch cho các nhà sản xuất như Qualcomm, Apple … Nhưng sự khác biệt chính nằm ở thiết kế của bộ vi xử lý điện thoại thông minh của ARM ưu tiên cả hai. hiệu suất và tuổi thọ pin, thay vì nguồn điện thuần túy như CPU ​​máy tính để bàn.

CPU SoC ARM Sử dụng kiến ​​trúc với tập lệnh đơn giản hóa (RISC). Các lệnh RISC nhỏ hơn, cần ít năng lượng hơn để xử lý và có thể nhanh chóng hoàn thành các lệnh, giải phóng tài nguyên hệ thống hoặc cho phép thiết bị “ngủ” để tiết kiệm pin.

CPU Intel x86 Sử dụng kiến ​​trúc tập lệnh phức tạp (CISC). Các tập lệnh CISC phức tạp hơn nhiều, kết hợp các chuỗi chứa nhiều lệnh khác nhau.

Ngoài ra, tất cả các CPU hiện đại đều sử dụng một thứ gọi là vi mã. Microcode là một loại mã tồn tại bên trong CPU, “cho biết” CPU cần làm những công việc gì và chia nhỏ thành các lệnh nhỏ. Ngoài ra, vi mã sẽ hoạt động hơi khác trên các CPU dựa trên nền tảng tập lệnh RISC, vì các lệnh RISC đã tương đối nhỏ, việc chia nhỏ chúng thành các hoạt động vi mã nhỏ hơn sẽ dẫn đến việc thực thi. nhanh hơn.

3. Sức mạnh và nhiệt độ

Các thương hiệu khi quảng cáo CPU đều tìm cách khiến người dùng chú ý đến số nhân và xung nhịp của vi xử lý. Nhưng các giá trị của bộ xử lý điện thoại thông minh không hoàn toàn ở đó mà có sự khác biệt so với các giá trị trên máy tính để bàn, chúng không tương quan với các phép đo CPU của máy tính để bàn và do đó gây hiểu lầm vì điều này. Các giá trị thông số không đại diện cho các khía cạnh quan trọng khác của CPU điện thoại thông minh, đó là khả năng xử lý và tản nhiệt.

Khi bộ vi xử lý hoạt động, nó sinh ra nhiệt (nếu không muốn nói là khá nhiều nhiệt). CPU máy tính để bàn sử dụng quạt hoặc tản nhiệt để làm mát máy tính, nhưng CPU của điện thoại thông minh lại không có được sự “xa xỉ” như vậy. Đôi khi, CPU của điện thoại thông minh cũng bị nóng lên trong không gian chật hẹp, chẳng hạn như trong túi, với thời tiết quá nóng.

Các nhà sản xuất CPU điện thoại thông minh biết điều này và do đó giới hạn tốc độ tổng thể mà bộ xử lý có thể hoạt động. Do đó, các CPU máy tính để bàn thường được tính phí ổn định xung nhịp, trong khi CPU điện thoại thông minh có xu hướng thúc đẩy tốc độ xung nhịp tối đa theo lý thuyết của nó.

Ví dụ, một CPU Intel Core i7 tạo ra giá trị nhiệt trung bình khoảng 65 watt trong khi hoạt động; Một CPU SoC dựa trên ARM chỉ tạo ra khoảng 3W – ít hơn khoảng 22 lần so với chip của Intel. Mặc dù vậy, các chip Intel Atom mới nhất (được thiết kế cho thiết bị di động và điện thoại thông minh) có khả năng tản nhiệt tốt hơn nhiều.

Vì vậy, về mặt lý thuyết, ARM hoàn toàn có thể tăng sức mạnh cho SoC CPU trên smartphone, tăng xung nhịp lên đáng kể, nhưng kèm theo đó là smartphone và pin cũng sẽ rất nóng, hao pin và chết đột ngột. . Tất nhiên, các kỹ sư ARM chắc chắn không muốn điều đó xảy ra.

Trải nghiệm trên máy tính để bàn

Trong một số trường hợp, điện thoại thông minh đang dần trở thành một giải pháp thay thế cho máy tính để bàn và máy tính xách tay. Tất cả các thiết bị cầm tay hiện tại đều dễ dàng đa nhiệm, chạy nhiều ứng dụng đồng thời. Hơn nữa, kho ứng dụng phong phú trên Android và iOS đồng nghĩa với việc chúng ta cũng có thể dễ dàng tìm kiếm các ứng dụng tương tự trên desktop, nhiều ứng dụng yêu thích trên desktop cũng sẽ có trên smartphone, ví dụ như Microsoft Word.

Và sau đó là hệ thống dock tích hợp, lấy DeX Station Dock của Samsung làm ví dụ, thiết bị này cho phép bạn kết nối với màn hình và phản chiếu màn hình smartphone lên đó. Vì vậy, bạn có thể một phần dựa vào điện thoại thông minh của mình và biến nó thành một trung tâm chuyển đổi hiệu quả. Tuy nhiên, những người sử dụng phần mềm sử dụng nhiều tài nguyên hơn sẽ phải tiếp tục dựa vào các giải pháp mạnh mẽ có sẵn trên máy tính để bàn.

Bộ xử lý điện thoại thông minh có thể khớp với bộ xử lý trên máy tính để bàn không?

Trong một số trường hợp, nó sẽ trở thành sự thật. Thế hệ vi xử lý điện thoại thông minh mới nhất, chẳng hạn như Qualcomm 865+ được ra mắt tại IFA 2020, chạy bộ xử lý tám nhân mạnh mẽ với tốc độ xử lý tối đa là 2,4 GHz. Bộ vi xử lý Exynos 1000 mới nhất của Samsung cũng sẽ có thiết kế 8 nhân với tốc độ xung nhịp lên đến 2,73 GHz.

Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ, bộ vi xử lý trên điện thoại thông minh gặp phải những hạn chế khác biệt so với bộ vi xử lý trên máy tính để bàn. Việc không tiêu thụ điện năng, sinh nhiệt và tản nhiệt nói trên sẽ khiến vi xử lý trên smartphone luôn đông hơn máy tính để bàn.

Điều quan trọng cần nhớ là CPU của điện thoại thông minh và máy tính để bàn được thiết lập với những kỳ vọng và mục tiêu riêng biệt. Không phải lúc nào cũng hữu ích nếu so sánh chúng một cách chặt chẽ vì sự khác biệt rất lớn trong cách sử dụng, cũng như thị trường điện thoại thông minh luôn biến động.

Giang Vu (Tham khảo Tận dụng)

Nguồn https://mayingiarevn.com/blog